3CON: digitalizzare la catena del valore per la progettazione degli armadi di controllo

Solo pochi decenni fa, la realizzazione di interni automobilistici di alta qualità richiedeva un notevole impiego di manodopera in fase di produzione. Una lavorazione di primo livello era riservata ai modelli di punta delle case automobilistiche di fascia alta. Oggi, componenti e assemblaggi quali pannelli delle portiere e laterali, specchietti interni, rivestimenti del tetto, tappetini, vani portaoggetti e rivestimenti per gli interni delle auto vengono prodotti principalmente da subappaltatori. Un elevato grado di automazione garantisce che anche i proprietari di veicoli di grande diffusione possano godere di interni di qualità eccezionale.

3CON Technologies è uno dei leader mondiali nello sviluppo e nella produzione di sistemi di produzione per interni di auto personalizzati per il settore automotive. Il portafoglio 3CON, in continua evoluzione, comprende strumenti e sistemi per la cucitura completamente automatica, il taglio ad aria calda, la laminazione a caldo, la laminazione sottovuoto e la piegatura dei bordi, oltre ad attrezzature per l'unione dei materiali. Tecnologie sofisticate e processi intelligenti consentono di realizzare allestimenti interni con la massima flessibilità progettuale, efficienza e una qualità sempre eccellente.

Inizialmente, 3CON si occupava esclusivamente della progettazione e della produzione di utensili. Nel 2001, l'ingegneria impiantistica è stata il passo logico successivo, per consentire ai clienti di beneficiare della vasta esperienza di 3CON nella produzione di utensili. Fin dall'inizio, per l'ingegneria meccanica gli ingegneri di 3CON hanno utilizzato uno dei pacchetti software leader di mercato per il CAD 3D, ampiamente impiegato nel settore automobilistico.

I sistemi impiantistici 3CON sono sistemi meccatronici altamente complessi che integrano una notevole quantità di tecnologia elettronica. Ciò spazia dalla tecnologia di azionamento e posizionamento, compresa la robotica, alla progettazione e al controllo degli elementi riscaldanti necessari per attivare gli adesivi utilizzati nei processi di giunzione e laminazione. Tuttavia, la progettazione elettrica di allora, quando la complessità dei progetti era di gran lunga inferiore, utilizzava prodotti di un produttore meno noto.

Tutti i prodotti Eplan utilizzano un database comune, che garantisce sempre la coerenza di tutte le relazioni tra i dati in ogni parte dell'intero sistema. Questo significa che il sistema può tenere conto di tutte le dipendenze. Ad esempio, l'aggiunta o la rimozione di un'opzione in un aspetto della progettazione, ad esempio, negli schemi elettrici, si riflette automaticamente su tutti gli altri sottoprogetti, come lo schema morsettiere o il layout dell'armadio di controllo.

I progettisti elettrici possono affidarsi completamente al software e non devono più ricontrollare e riprodurre ogni modifica in tutti i sottoprogetti, come avveniva in precedenza. La conseguente accelerazione delle successive fasi di valutazione e reportistica (tra le altre cose) riduce notevolmente il tempo necessario ai sei progettisti elettrici per portare a termine il proprio lavoro. Lo stesso vale per l'utilizzo di set di dati predefiniti per i componenti prelevati dall'Eplan Data Portal e per la progettazione del sistema di raffreddamento tramite l'integrazione del calcolo termico.

"Un progetto che prima richiedeva una settimana con il software utilizzato in precedenza ora può essere completato in soli due o tre giorni", afferma Oberst. "È un contributo prezioso alla nostra competitività che, in larga misura, dipende dalla capacità di 3CON di rispondere con estrema rapidità ai requisiti specifici dei clienti".

Oltre a far risparmiare tempo ed evitare errori nella progettazione elettrotecnica, il passaggio al software 3CON ha portato vantaggi anche alla costruzione di quadri e armadi di controllo. "Gli attuali prodotti della piattaforma Eplan consentono di creare un gemello digitale completo dell'armadio di controllo", afferma l'ingegnere Alexander Schmid, Regional Sales Director per il Tirolo Settentrionale, l'Alto Adige e il Vorarlberg presso Eplan Software & Service. "Questo costituisce la base per una notevole accelerazione dei processi produttivi".

A questa accelerazione contribuisce anche la possibilità di esaminare e verificare l'intero prodotto in una vista 3D, ancora prima di iniziare i primi lavori in officina. L'utilizzo a livello aziendale di Eplan Cloud e delle sue applicazioni, tra cui eView ed eManage, ha inoltre semplificato notevolmente la produzione. Questi sistemi software basati sul cloud consentono di condividere e commentare in modo collaborativo i dati relativi ai progetti di elettrotecnica.

Eplan eVIEW, che nel 2020 ha ricevuto l'Automation Award, migliora la sicurezza dei processi nella costruzione di quadri e nella progettazione di armadi di controllo presso 3CON. Come spiega Oberst: "Invece di dover gestire un'ingombrante pila di fogli, i tecnici addetti all'assemblaggio degli armadi di controllo hanno a portata di mano un monitor su cui possono trovare facilmente ciò di cui hanno bisogno e ottenere una chiara panoramica dello stato attuale del progetto. Inoltre, possono essere certi che l'assemblaggio, il cablaggio e l'installazione del quadro elettrico si basino su progetti aggiornati e approvati".

Questo elimina una ben nota fonte di errori e riduce il tempo necessario per le correzioni. La possibilità di redlining semplifica la trasmissione di feedback al reparto di progettazione, ad esempio con misure costruttive volte a facilitare la producibilità nell'ambito di un processo di miglioramento continuo.

Un altro importante contributo alla semplificazione e alla stabilizzazione della catena del valore è rappresentato dal collegamento diretto tra il software tecnico e il software ERP presso 3CON. Ciò consente l'esportazione delle distinte articoli meccatroniche senza il passaggio, in precedenza necessario, attraverso i file Excel.

In futuro, l'azienda prevede inoltre di utilizzare Select Plus, elemento del pacchetto Electric P8, con le sue funzionalità PLC e l'integrazione con il TIA Portal di Siemens e il TIA Selection Tool di Siemens, l'ambiente di sviluppo per il software PLC. Sono inoltre in corso i preparativi per l'introduzione di Eplan Engineering Configuration, finalizzata alla generazione automatica di dati tecnici e documentazione, tra cui schemi elettrici, layout in 3D dell'armadio di controllo e la documentazione tecnica basata sui dati provenienti da un configuratore di varianti.

3CON utilizzava già da tempo macchine per la spellatura e la crimpatura a supporto dei propri processi produttivi. Fino a poco tempo fa, tuttavia, la lavorazione meccanica delle piastre di montaggio, dei componenti degli alloggiamenti e degli sportelli per i quadri elettrici veniva effettuata a mano. "I nostri installatori di armadi di controllo utilizzavano trapani a mano e seghetti alternativi per questo lavoro", spiega Oberst. "Il lavoro era molto faticoso e poco stimolante, il che lo rendeva estremamente impopolare, ed era anche piuttosto difficile garantire una buona qualità".

Nel 2021, nell'ambito della costruzione di un nuovo stabilimento di produzione di armadi di controllo, 3CON ha compiuto un passo importante per aumentare l'efficienza produttiva acquistando un centro di lavorazione della lamiera a controllo CNC. La macchina è una Perforex BC 1007 HS di Rittal.

La macchina di foratura e fresatura realizza sulle piastre di montaggio, sulle parti dell'involucro e sugli sportelli dell'armadio di controllo i fori, le filettature, le aperture e le incisioni necessari, in modo completamente automatico. "La lavorazione meccanica automatizzata dei componenti in lamiera è la logica prosecuzione della catena del valore basata sul gemello digitale dei programmi Eplan", afferma Thomas Bauer, Technical Sales per l'Austria occidentale presso Rittal. "La Perforex BC 1007 HS acquisisce tutti i dati rilevanti direttamente dallo strumento 3D per la costruzione dell'armadio di controllo Eplan Pro Panel e li converte nel corrispondente programma NC".

Oltre ad accelerare in modo significativo il processo produttivo, la lavorazione completamente automatica dei componenti in lamiera garantisce anche una qualità costantemente elevata. "Con la Perforex BC 1007 HS risparmiamo circa il 60% del tempo di lavorazione, quindi ci aspettiamo che l'investimento si ripaghi in tre anni", afferma Oberst. "Beneficiamo inoltre di una qualità riproducibile, con canaline portacavi dritte e aperture senza bave, perfettamente a squadra".

L'accettazione da parte degli utenti è stata molto rapida, non solo per il centro di lavorazione, che ha eliminato le fasi di lavoro meno gradite, ma anche per la produzione senza documentazione cartacea. Oberst afferma: "I nostri dipendenti hanno imparato molto rapidamente ad apprezzare i tempi di ricerca ridotti e l'eliminazione delle ben note fonti di errore. Dopo poche settimane, anche lo scettico più convinto non vuole più tornare ai progetti su carta".

Fondata nel 1998 a Oberaudorf, in Germania, 3CON sviluppa e produce oggi a Ebbs, nella regione Tirolo (Austria), utensili innovativi e sistemi d'impianto per la produzione di interni automotive, tra cui pannelli di portiere, braccioli, cruscotti e altro. Con circa 600 dipendenti in cinque Paesi, tra cui 25 tirocinanti, l'azienda registra un fatturato annuo di oltre 80 milioni di euro ed è uno dei leader mondiali nella progettazione e produzione di macchine speciali per il settore automobilistico e i suoi fornitori.